ВА с принудительной циркуляцией

Эти ВА применяют для повышения интенсивности циркуляции раствора и увеличения КТП.

Принудительная циркуляция организуется с помощью мешалок, насосов или подачи газа.

А. ВА с сосной греющей камерой (рис. 4-7)

Различают два исполнения:

1) с кипением раствора в трубах;

2) с выносной зоной кипения.

Аппарат состоит (рис. 4-7) из греющей камеры 1, состоящий из пучка труб, заключенных в цилиндрическую обечайку (в М.Т.П. пропускается пар), сепаратора 3 с отбойником и брызгоотделителем 2, циркуляционной трубы 4 и циркуляционного насоса (ЦН) 5 с электроприводом. ЦН – это осевой насос, обеспечивающий скорость потока в трубах ω_тр=2-2,5м/с

Выпариваемый раствор, поднимаясь по трубам, нагревается и закипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь попадает в сепаратор, где вторичный пар отделяется от капель, а раствор поступает в циркуляционную трубу ЦН подается в греющую камеру аппарата..

В ВА второго исполнения кипение раствора происходит не в трубах, а непосредственно в трубе вскипания, установленной над греющей камерой. Кипение в трубах предотвращается за счет гидростатического столба жидкости в трубе вскипания.

Б. ВА с выносной греющей камерой и зоной кипения

Этот ВА мало чем отличается от аппарата, изображенного на рис. 4-4.

Пленочные ВА

Эти аппараты используют для упаривания очень вязких и парообразных растворов, а также их применяют для выпарки чистых не кристаллизующих растворов и растворов, чувствительных к высоким температурам.

В пленочных ВА выпариваемый раствор движется вдоль поверхности теплообмена в виде тонкой пленки, что дает упаривание при однократном прохождении раствора вдоль поверхности без его циркуляции. В таких ВА происходит снижение потерь полезной разности температур и повышение КТП.

Температурный напор в пленочных испарителях равен 2-3К, т.е. он ниже чем у трубчатых испарителей (5-3К). При заданном температурном напоре в установке снижается удельный расход теплоты на выпаривание и увеличивается производительность выпарной установки (ВУ).

А. ВА пленочного типа с восходящей пленкой и сосной греющей камерой (рис. 4-8)

Рис.4-8.Выпарной аппарат плёночного типа с восходящей плёнкой и соосной греющей камерой:

1 – греющая камера; 2 – центробежный сепаратор; 3 - брызгоотделитель

Рис.4-9.Выпарной аппарат со свободно падающей плёнкой:

1 – греющая камера; 2 – сепаратор; 3 - брызгоотделитель

В таких ВА- длинные трубы l=5,7-9,0м, которые заполняются на 20-25% и ???. Раствор поступает в нижнюю часть аппарата и распределяется по трубам греющей камеры 1.

При достижении t_кип в растворе бурно образуются пузырьки, которые, двигаясь вверх, увлекают за собой раствор, распределяя его тонким слоем по внутренней поверхности кипятильных трубок. Парожидкостная смесь расслаивается на пленку жидкости около стенок и пар в центре трубок так, что жидкая пленка увлекается вверх трением о струю пара. Испарение жидкости происходит при этом в тонком слое, движущемся с большой скоростью (20м/с). Парожидкостная эмульсия при выходе из верхней части трубок поступает в центробежный сепаратор 2, где жидкость отделяется от пара. Вторичный пар уходит через верхний штуцер, а концентрированный раствор отбирается из нижней части сепаратора для производственных целей или отводится в следующий корпус.

Циркуляция раствора в аппарате отсутствует, т.е. каждая частица раствора однократно омывает обогреваемую поверхность, поэтому эффективность ВА зависит от уровня раствора. При снижении уровня раствора ниже оптимального жидкость превращается в пар, не достигнув верхней части труб, т.е. уменьшается активная поверхность нагрева..

Максимальный эффект от процесса кипения раствора в пленке достигается большой длиной греющих труб. За счет этого увеличивается скорость парожидкостной эмульсии и уменьшается средняя толщина плёнки раствора. Скорость пара, при кипении пленки, повышается за счет роста его удельного объема; с уменьшением гидростатического давления понижается t_кип раствора и увеличивается КТО от стенки к пленке.

ВА с восходящей пленой применяются для выпаривания маловязких и пенящихся растворов.

Недостаток: возможность температурных деформаций длинных труб с последующим изгибом и нарушение плотности вальцевых соединений в трубных решетках; трудность очистки труб от накипи.

Б. ВА со свободно падающей пленой (рис. 4-9)

Выпариваемый раствор подается сверху в греющую камеру 1, которая состоит из пучка труб, заключенного в цилиндрическую обечайку. Концы труб завальцованы в трубной решетке, приваренные к торцам обечайки. К нижней трубной решетке подсоединена переходная камера со штуцером для соединения сепаратором 2.

Раствор равномерно распределяется на верхней трубной решетке по стенкам труб и движется вниз под действием сил тяжести вместе с паром. При стекании пленки исключается нарушение ее сплошности и обнажение некоторой части поверхности нагрева.

В сепараторе 2 происходит разделение парожидкостной смеси и он представляет собой сосуд с коническим днищем и эллиптической верхней крышкой. Вторичный пар уходит через штуцер в крышке сепаратора, а упаренный раствор отводится из нижней его части.

Эффективность испарения растворителя зависит от толщины пленки, скорости течения пленки, физико-химических свойств жидкости и температурного перепада между поверхностью и жидкостью.

КТП таких ВА довольно высоки и применят эти аппараты для упаривания растворов термически стойких веществ и вязких растворов.

Поиск по сайту: